Такая разная вода

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 35 г. Ульяновска

Научно-практическая конференция учащихся

Исследовательская работа

Такая разная вода

Автор:

 Учащаяся 10А класса

МБОУ СОШ №35:

Кочкадаева Ксения

Руководитель:

Ермакова Юлия Анатольевна,

учитель химии

первая категория

г.Ульяновск, 2014г

Содержание

Введение        

Теоретическая часть        

1.1        Вода уникальна во всем        

1.2      Круговорот воды в природе        

1.3         Основные химические и физические свойства воды        

1.4        Состав воды        

1.5         Источники возникновения воды        

1.6         Показатели воды        

1.7         Вода в духовной сфере        

1.8           Интересные факты о воде        

1.9         Химический состав воды и его влияние на организм человека        

1.10        Обеззараживание воды и ее очищение        

Практическая часть        

2.1. Анкетирование        

Экспериментальная часть        

1) Обнаружение органических веществ        

2) Определение ионов железа        

3) Определение ионов свинца Pb2+ (качественное)        

4) Определение ионов меди Cu2+ (качественное)        

5) Определение ионов хлора Cl- (качественное)        

6) Определение сульфат ионов SO42- (качественное)        

7) Определение временной жесткости        

Заключение        

Список используемых ресурсов        

Приложение .        

Введение

Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Является важнейшим веществом для всех живых существ на планете Земля.

Мы привыкли думать, что вода – это жизнь, но все не может быть так однозначно! До 30% заболеваний на Земле возникает из-за некачественной питьевой воды и неисправности канализации.

Цель исследования – изучить свойства воды и её влияние на организм человека

        Задачи исследования:

1. Ознакомиться с составом воды;
2. Изучить уникальность воды;
3. Определить, какие вещества  входят в ее состав;
4. Выявить влияние на человеческий организм некоторых веществ.
5. Выяснить значимость воды для человека.
6. Изучить, какую воду употребляют учащиеся школы №35;
7. Экспериментальным путём определить состав воды.

Методы исследования:

- подборка и анализ различных источников информации;  

- химический анализ различных видов воды;

- анализ потребительского спроса воды учащихся 10- ых классов школы № 35;

- обобщение результатов.

Теоретическая значимость работы:

Узнали свойства и состав воды.

Практическая значимость работы:

Подготовить практические рекомендации по употреблению воды, создать буклет по данной теме, провести классные часы в школе  № 35.

Теоретическая часть

1.1        Вода уникальна во всем

Земля на три четверти покрыта водой: это ручьи, озера, реки, моря и океаны. К тому же пятая часть земли покрыта льдами и снегом. Так же в атмосфере присутствуют пары, формируют облака, тучи, проливаясь на землю дождем. Существуют подземные воды и водоемы, которые находятся в почве и верхнем слое земной коры. Но главное что все животные, растения в большей части состоят из воды, так же как и человек, она составляет 70% нашей массы. В этом и состоит главная уникальность воды, что все и вся «проникнуто и охвачено» ею. Так же, пожалуй, второе по значению свойство воды – это способность растворять вещества, т.к. она является универсальным растворителем. Состав воды исчерпывается формулой H(2)O. В воде присутствуют газы, кислоты, основания, соли, а так же практически все элементы Периодической таблицы. Все другие жидкости, которые мы пьем, которыми пользуемся (начиная от спирта – заканчивая какими-нибудь моющими средствами) являются водными растворами, только лишь разной концентрации. Множество твердых и газообразных веществ состоят из нейтральных молекул, т.е. диссоциируют в воде – распадаются на ионы, что влечет за собой изменение их свойств, а так же свойств самого раствора. Диссоциация – увеличение способности веществ вступать в биохимические реакции. Ведь эти реакции, включая такое явление, как жизнь, протекают в водной среде. Присутствие воды на земле одновременно в трех состояниях – газообразном, твердом и жидком – является третьим уникальным свойством. Больше нет таких веществ, которые обладают таким свойством, и искать их бесполезно! Множество элементов может переходить в жидкое или твердое состояние, но это происходит при очень больших или малых температурах. А плавление льда начинается при t=0 C, кипение воды при t=100 C, так же вода легко переходит в пар, при более малых t. Вымытая посуда быстро высыхает, как и постиранное белье. Так же такие интересные явления как, при замерзании вода расширяется и лед легче самой воды, при этом у остальных веществ происходит все наоборот. Прошу заметить, что вода – уникальна!^[1] 

1.2      Круговорот воды в природе

Гидрологический цикл — процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденсации и осадков.

Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше — положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.

Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку Земли называют гидросферой. Большую её часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую — пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые воды и водяной пар.

На земле вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Без воды невозможно существование живых организмов. В любом организме вода является средой, в которой происходят химические реакции, без которых не могут жить живые организмы. Вода является самым ценным и самым необходимым веществом для жизнедеятельности живых организмов.

 Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водоемы, частично — просачиваются в землю и образуют подземные воды.

1.3         Основные химические и физические свойства воды

• Вода – это жидкость при стандартной температуре и давлении. Она не имеет запах и вкуса. Воде и льду присущ светло-голубой оттенок, хотя они кажутся бесцветными в малых количествах. Водяные пары, в сущности, невидимы, как газ.
• Вода прозрачна в видимом электромагнетическом спектре. Таким образом, водяные растения могут жить в воде, потому что до них может дойти солнечный свет. Инфракрасный свет сильно поглощается связями водорода-кислорода или OH.
• Так как молекула воды не линейна, и у атома кислорода электроотрицательность больше, чем у атомов водорода, он переносит слабый отрицательный заряд, тогда как атомы водорода имеют слабый положительный заряд. В результате вода – это полярная молекула с электрическим дипольным моментом. Вода также может образовывать необычайно большое количество внутримолекулярных водородных связей (четыре) для молекулы своего размера. Эти факторы ведут к мощным силам притяжения между молекулами воды, давая рост высокому поверхностному натяжению и капиллярным силам воды. Капиллярное действие относится к тенденции воды к передвижению вверх по узкой трубе против силы тяжести. Это свойство используется всеми сосудистыми растениями, такими как деревья.
•  Вода – это хороший полярный растворитель и часто называется универсальным растворителем. Вещества, которые растворяются в воде, например, соли, сахара, кислоты, щелочи и некоторые газы (особенно кислород и углекислый газ) известны, как гидрофильные (водолюбивые) вещества. А вещества, которые не смешиваются с водой (например, жиры и масла), известны, как гидрофобные (боящиеся воды) вещества.
• Большая часть важных компонентов в клетках (белки, ДНК и полисахариды) также растворяется в воде.
•  Чистая вода обладает низкой электропроводностью, но она увеличивает разложение малого количества ионного материала, такого как хлорид натрия.
• Точка кипения воды (и всех других жидкостей) зависит от барометрического давления. Например, на верхушке горы Эверест вода кипит при 68 °C, по сравнению со 100 °C на уровне моря. И, наоборот, вода глубоко в океане возле геотермальных отверстий может достигать тысячеградусных температур и оставаться в жидком состоянии.
• При 4181,3 Дж/(кг·K) вода обладает высокой удельной теплоемкостью, а также высокой теплотой испарения (40,65 кДж·моль−1), которые являются результатом обширных связей водорода между молекулами. Эти два необычных свойства позволяют воде смягчать климат на Земле посредством буферизации больших колебаний температуры.
•  Максимальная плотность воды возникает при 3,98 °C. Она обладает аномальным свойством становиться менее, а не более плотной, когда ее охлаждают до ее твердой формы, льда. Во время заморозки «отрытая структура» льда постепенно разрушается, и молекулы вступают в полости в похожих на лед структурах воды с низкой температурой. Существуют два конкурирующих действия: 1) увеличивающийся объем нормальной жидкости и 2) уменьшение общего объема жидкости. Между температурой 0°C и 3,98°C второй эффект отменяет первый эффект, поэтому совокупный эффект – это сокращение объема с увеличением температуры. Вода расширяется, чтобы занять больший на 9% объем в своем твердом состоянии, что относится к факту плавания льда на жидкой воде, например, как плавают айсберги.
•  Плотность воды составляет 1000 кг/м3 в жидком состоянии (при 4 °C; лед обладает плотностью 917 кг/м3). Вода смешивается со многими жидкостями, такими как этанол, во всех пропорциях, образуя единую однородную жидкость. С другой стороны, вода и большая часть масел не смешиваются, обычно образуя слои, в зависимости от увеличивающейся плотности от верха. Как газ, водяной пар полностью смешивается с воздухом.
• Вода образует азеотропную смесь со многими другими растворителями.
• Воду можно расщепить посредством электролиза на водород и кислород.
• Как оксид водорода, вода образуется, когда водород и содержащие водород соединения горят, или реагируют с кислородом или содержащими кислород соединениями. Вода не является топливом, это конечный продукт сгорания водорода. Энергия, необходимая для расщепления воды на водород и кислород посредством электролиза или других средств, больше энергии, которую можно собрать, когда водород и кислород рекомбинируются.
• Элементы, которые более электроположительны, чем водород, такие как литий, натрий, кальций, калий и цезий вымещают водород из воды, образуя гидроксиды. Так как водород является воспламеняемым газом, его выпуск опасен, и реакция воды с более электроположительными элементами может быть сильно взрывной^[2].

1.4        Состав воды

    Как отмечалось, состав воды зависит от природы и геологических свойств грунта, через который она проходит. В воду могут попасть и посторонние вещества и организмы, которые  влияют на характер воды решающим образом.

    В воде часто содержится углекислый кальций (известь). В некоторых местах он образует залежи и влияет на свойства и состав воды. Будучи слаборастворимым, углекислый кальций может быть растворен содержащейся в воде двуокисью кислорода:

                 CaCO3 + H2О + CО2 = Ca (HCO3)2.

    Углекислый кальций растворенный таким путем, находится в определенном равновесии с содержащейся  в воде  СО2. Углекислота "полусвязанная" в бикарбонате, остается в растворе, только если в воде содержится строго определенное количество свободной углекислоты. При возрастании содержания в воде свободной углекислоты вода превращается в агрессивную жидкость, активно разрушает кальций. Углекислый магний также растворяется углекислотой и переводится в бикарбонат.

    В верхних слоях земли  встречается также гипс CaSO4. Он растворяется легче углекислого кальция и без участия СО2. Труднорастворимыми являются соли кремниевой кислоты и кремнеземы. Почти в любой воде могут встретиться следовые количества двуокиси железа, которая после окисления выпадает в осадок коричневого цвета в форме гидрата Fe (OH)3.

    Кроме того, в воде могут содержаться легкорастворимые соединения, такие как поваренная соль NaCl, хлористый магний MgCl2, хлористый кальций CaCl2 и сульфат магния MgSO4, а также другие, более редкие, выщелачиваемые из грунта примеси (например сода Na2CO3   и соли марганца) и загрязняющие вещества. К загрязняющим веществам относятся в первую очередь аммиак и соли аммония, которые образуются в результате гниения азотсодержащих органических соединений. Их находят, как правило, вблизи от населенных пунктов. При окислении аммиака образуется азотистая кислота (нитриты, NO2-)  и, наконец, азотная (нитраты, NO3-). Эти загрязнения попадают в грунт с удобрениями и переходят в воду. Некоторые содержащиеся в воде органические вещества рассматриваются как местные загрязнения. Например, в стоячих водах они образуются из отмерших частей растений.

   К важнейшим соединениям, содержащимся в естественных водах, относятся:

   а)  газы: CO2, O2, N2.

   б) соли (при разведениях, встречающихся в природе, они сильно дисоциируют на: катионы и анионы).

   Следует соблюдать осторожность при употреблении воды, содержащей анионы аммония, фосфатов, нитратов и нитритов. Нитраты и нитриты обладают токсическим действием даже в следовых количествах.

    Особенно нежелательно присутствие фенолов, придающих зерну в процессе водно-тепловой обработки специфический вкус. Изготовленный из такого замеса спирт может оказаться непригодным.

    Содержание в воде железа в количествах более 10 мг/л оказывает отрицательное действие, вызывая уже при замачивании зерновой муки серое окрашивание.

    Из-за коллоидальных свойств кремниевой кислоты ее повышенные концентрации также нежелательны^[3].

1.5         Источники возникновения воды

• подземные воды
• талая вода
• атмосферная вода
• реликтовая вода
• свежая вода
• поверхностная вода
• минеральная вода – содержит много минералов.
• солоноватая вода.
• мертвая вода – странный феномен, который может возникнуть, когда слой свежей или солоноватой воды остается наверху более плотной соленой воды, при этом два слоя не смешиваются. Это опасно для прохода судна.
• морская вода
• рассол

Распределение вод на земном шаре (единица измерения – миллион кубических километров)^[4]

1.6         Показатели воды

Жесткостью называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция Ca2+и магния Mg2+. Жесткость определяют по специальной методике, описанной в ГОСТах на питьевую воду, а единицы ее измерения – моль на кубический метр (моль/м3) или миллимоль на литр (ммоль/л).

Различаются несколько видов жесткости – общая, карбонатная, некарбонатная, устранимая и неустранимая;

Под органолептическими характеристиками воды понимаются ее запах, вкус, цвет и мутность. Запах определяют, нюхая воду (землистый, хлорный, запах нефтепродуктов и т. д.) и оценивая интенсивность запаха по пятибалльной шкале (ноль соответствует полному отсутствию запаха):

1 – очень слабый, практически неощутимый запах;

2 – запах слабый, заметный лишь в том случае, если обратить на него внимание;

3 – запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде;

4 – запах отчетливый, обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья;

5 – запах настолько силен, что делает воду непригодной к употреблению.

Вкус воды характеризуется определениями соленый, кислый, сладкий, горький, а все остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Оценивают вкус по такой же пятибалльной шкале, как и запах, с градациями: очень слабый, слабый, заметный, отчетливый, очень сильный. Цвет воды определяют фотометрически, путем сравнения испытуемой воды с эталонными растворами, имитирующими цвет природной воды. Оценивают цвет по специальной шкале цветности с градациями от нуля до 14. Сходным образом исследуют мутность.

Разумеется, причины, вызывающие дурной запах, плохой вкус и странный цвет воды, изучаются методами химического анализа, чтобы выявить вредоносные примеси и определить их концентрации. Чтобы завершить эту тему, напомню, что на каждую такую примесь имеется свой ПДК – предельно допустимая концентрация, то есть такая, которая не наносит вреда нашему организму. Разумеется, есть вещества, вирусы и бактерии, для которых ПДК равен нулю, то есть их вообще не должно быть в воде. Но это не математический, а «практический» ноль – вредные вещества и микрофлора могут присутствовать, но в столь ничтожной концентрации, что их не определить самыми тонкими и точными методами анализа.

Кроме озер и рек, мы получаем обычную пресную воду из колодцев, артезианских скважин, родников, а также собирая осадки, наполняя ведра и бочки дождевой водой или растапливая лед и снег.

Другим важным гидрохимическим фактором, который надо обязательно обсудить, является соотношение между присутствием в воде катионов водорода H+ и анионов гидроксила OH- – кислотно-щелочной баланс.

В зависимости от кислотности вода классифицируется следующим образом (это один из вариантов классификации): pH 1-3 – сильнокислая вода; pH 3-5 – кислая вода; pH 5-6 – слабокислая вода; pH 6-7 – очень слабокислая вода; pH 7 – нейтральная вода; pH 7-8 – очень слабощелочная вода; pH 8-9 – слабощелочная вода; pH 9-10 – щелочная вода; pH 10-14 – сильнощелочная вода^[5]

1.7         Вода в духовной сфере

Философия

Древнегреческий философ Эмпедокл заявлял, что вода является одним из четырех классических элементов наряду с огнем, землей и воздухом, и она считалась илемом или основным веществом Вселенной. Вода считалась холодной и влажной. В теории четырех жидкостей тела вода была связана с флегмой. Классический элемент воды был одним из пяти элементов в традиционной китайской философии вместе с землей, огнем, деревом и металлом. Вода также берется в качестве ролевой модели в некоторых частях традиционной и популярной азиатской философии. В переводе Дао Де Цзин 1891 г. Джеймса Легга утверждается, что «наивысшее превосходство представляет собой вода. Превосходство воды проявляется в том, что она приносит пользу всем вещам и что она занимает собой все, не стремясь, тем не менее, к низким местам, которые не любят все люди. Отсюда она близка к философии Тао» и «на свете нет ничего мягче и слабее воды, и хотя в атаке твердых и прочных вещей ничто не может превзойти ее, нет ничего такого же эффективного, что могло бы изменить это».

Литература

Вода используется в литературе в качестве символа очищения. Среди примеров критическая важность реки в книге Уильяма Фолкнера «Когда я умирала» и утопление Офелии в «Гамлете». Шерлок Холмс утверждал, что «По капле воды логик мог бы вывести возможность существования Атлантического океана или Ниагарского водопада, не видя ни того, ни другого и не слыша об их существовании».

Пословицы и поговорки

Вода камень точит.  

Воду в ступе толочь — вода и будет.

Под лежачий камень вода не течет.

Пролитую воду не соберешь.

Тихие воды глубоки.

Часом с квасом, порой с водой.

Это вилами на воде писано.

Быль что смола, а небыль что вода.

В марте вода, в апреле трава.

В худом котле вода не держится.

Вода не мутит ума.

Вода с водой — не как гора с горой: сливаются.

Вода-то близко, да ходить склизко.

Где был?”- ” У друга”. - ” Что пил?” - ” Воду, да лучше неприятелького меду”.

Где вода напрет, тут и ход найдет.

Где вода, там и беда.

Где воду не пусти, путь себе сыщет.

Дождливое лето хуже осени.

Зуй до воды охоч, да плавать не умеет.

Идет дождь, даст он рожь.

Куда река пошла, там и русло будет.

Не зная броду, не суйся в воду.

От жара и вода кипит.

Хлеб с водою, да не пирог с лихвою.

Что с гуся вода^[6].

Высказывания

*****

 Понять воду - значит понять вселенную,

 все чудеса природы и саму жизнь. Масару Эмото

*****

 Вода - это источник жизни, ведь в утробе матери мы девять месяцев окружены водой. Вода - это символ женской Власти, на которую не посмеет претендовать, которую не решится оспорить даже самый просвещенный и совершенный мужчина. Пауло Коэльо

*****

 Вода - это самое мягкое и самое слабое существо в мире, но в преодолении твердого и крепкого она непобедима, и на свете нет ей равного. Дао Дэ Дзин

*****

 Вода – красота всей природы. Вода жива, она бежит или волнуется ветром, она движется и дает жизнь и движение всему ее окружающему.

С.А. Аксаков

*****

 Лед в преддверии весны тает и превращается в воду. Вода и лед чередуются, словно бегут друг за другом по кругу.  Хуайнань Цзы

*****

 Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты — сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами. А. Сент-Экзюпери

*****

 Вода, потребляемая в умеренном количестве, никому повредить не может. Марк Твен

*****

 Неправильно лежащая вода может утонуть. Алишер Файз

*****

 Ударив по воде сильно, можно только ушибиться самому.  Вантал

*****

 Хотя в мире нет предмета, который был бы слабее и нежнее воды, но она может разрушить самый твердый предмет.  Лао-Цзы

*****

 Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы с ней сравниться по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов. Не только земная поверхность, но и глубокие – в масштабе биосферы – части планеты определяются, в самых существенных своих проявлениях, ее существованием и ее свойствами.  Владимир Иванович Вернадский^[7]

1.8           Интересные факты о воде

• Человек может прожить без воды не более 2-3 дней.
• Причиной обезвоживания может быть не только физическая активность, но и переедание.
• Если организм человека потеряет более 10% воды, то это может привести к смерти.
• В среднем, по статистике, организм животных и растений содержит более 50% воды.
• Наш организм на 65-70% состоит из воды.
• Состав мантии Земли содержит в 10-12 раз больше воды, чем Мировой океан.
• Мировой океан покрывает примерно 71% поверхности планеты, при средней глубине - 4 км, и содержит 97,6% известных мировых запасов свободной воды.
• Если бы растаяли все ледники, то уровень воды на нашей планете поднялся бы на 64 м (примерно с 20-этажный дом) и, около 1/8 поверхности суши,  затопило бы водой.
• Вода - единственное в природе вещество, свободно встречающееся на Земле, плотность которого в твёрдом состоянии меньше, чем в жидком. Именно поэтому в воде не тонет лёд, а водоёмы, как правило, не промерзают до самого дна (хотя при экстремальных температурах это возможно).
• Морская вода замерзает при температуре  -1,91°C.
• Человек за один год потребляет коло 60 тонн воды только в процессе питания.
• Воды иногда  замерзает и при плюсовой температуре.
• Вода обладает наибольшей теплоемкостью в сравнении с существующими в природе жидкостями.
• В природе можно выделить примерно 1330 видов воды. Их различают по происхождению (почвенная, дождевая, из свежего или долго лежащего снега и т.п.), по характеру растворенных в ней веществ и их количеству.
• Поверхностное натяжение воды из всех существующих в природе жидкостей уступает только ртути.
• Мы знаем о 3 различных состояниях воды (жидкое, газообразное и твердое). Вопреки этому мнению, ученые выделяют в жидкой форме воды 5 состояний и 14 состояний в твердом виде.
• Вода является универсальным растворителем.
• Примерно 520 тысяч кубических километров воды испаряется в течение года с поверхности Земли. Дождь и снег приносят на Землю примерно столько же воды. Если представить визуально, то получится куб со стороной около 80 километров. Если этот объём распределить равномерно по поверхности Земли, то получится слой толщиной около 1 метра.
• Горячая вода замерзает быстрее охлажденной воды.  
• Океан занимает 3/4 от всей поверхности Земли, при этом он является мощным смягчителем Земного климата, постоянно обогревая нижние атмосферные слои.
• Вода прозрачна лишь для видимых лучей и сильно поглощает инфракрасную радиацию.
• Около 80% поверхности Земли покрыто водой и всего лишь 1% этой воды подходит для питья.
• В разных частях Земли лёд имеет различную температуру. Самый холодный лёд находится в Антарктике (температура  льда -60 градусов). Температура льда в Гренландии всего – 28 градусов, а у Альпийского льда температура 0 градусов.
• Основную часть пресной воды содержат ледники.
• Вода в разных состояниях отражает свет по-своему. Например, снег отражает примерно 85% солнечных лучей, а вода только лишь 5%.
• Ткани организма человека с возрастом теряют воду. Из расчета обезжиренной массы тела. У грудных младенцев вода составляет 80.6% тела, у взрослых – 75.9%, у стариков – 65-70%.
• Синий цвет чистой океанской воды можно объяснить избирательным поглощением и рассеянием света в воде.
• Загрязненные подземные воды очищаются в течение нескольких тысячелетий.
• Наука признает свыше 2000 структурированных форм воды.
• Повышение употребления структурированной воды (от 65% до 85%) продлевает человеку жизнь примерно на 15-20 лет, стимулирует регенерацию тканей и всех функциональных процессов.

1.9         Химический состав воды и его влияние на организм человека

Химические вещества поступают в организм человека не только при прямом потреблении воды в питьевых целях и при приготовлении пищи, а также и косвенно. Например, при вдыхании летучих веществ и кожном контакте во время принятия водных процедур.

 Вода, текущая из наших кранов, имеет определенный химический состав. Химические вещества, содержащиеся в воде, можно разделить на несколько групп.

 Первая группа объединяет вещества, которые наиболее часто встречаются в природной воде. К ним можно отнести фтор (F), железо (Fe), медь (Cu), марганец (Mn), цинк (Zn), ртуть (Hg), селен (Se), свинец (Pb), молибден (Мо), нитраты, сероводород (H2S) и др.

 Вторая большая группа – это вещества, остающиеся в воде после реагентной обработки: коагулянты (сульфат алюминия), флоккулянты (полиакриламид), реагенты, предохраняющие водопроводные трубы от коррозии (остаточные триполифосфаты), а также остаточный хлор.

 К третьей группе относятся химические вещества, которые попадают в водоемы со сточными водами (бытовые, промышленные отходы, поверхностные стоки сельскохозяйственных угодий, которые были обработаны химическими средствами защиты растений: гербицидами и минеральными удобрениями). Это пестициды, тяжелые металлы, детергенты, минеральные удобрения и др.

 К четвертой группе относятся вещества, которые могут попадать в воду из водопроводных труб, переходников, соединений, сварочных швов и др. (медь, железо, свинец).

Влияние некоторых неорганических веществ, содержащихся в воде, на организм человека:

1.10        Обеззараживание воды и ее очищение

Обеззараживание воды  направлено на уничтожение в ней микробов, для чего используются кипячение, хлорирование, озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами и др.

Кипячение.

При кипячении воды уничтожаются бактерии, коагулируют коллоидные частицы грязи, вода умягчается, испаряются легколетучие органические вещества и часть свободного хлора. Но возрастает концентрация солей, тяжелых металлов, пестицидов, органических веществ. Хлор, связанный с органикой, при нагревании превращается в страшнейший яд - мощный канцероген-диоксин, относящиеся к категории особо опасных ядов. Диоксины более ядовиты, чем цианистый калий в 68 тысяч раз. Мы пьем кипяченую воду, а она медленно нас убивает.

 Хотя кипячение воды, само по себе, - это выбор из двух зол меньшего,- есть в этом процессе два этапа, при отслеживани которых и должном реагировании, вы сможете свести вредоносность процесса к минимуму. Всё что вам нужно сделать, это снять чайник с огня, как только вода помутнеет от множества мелких пузырьков. Этот этап называется "белый ключ". Чуть задержитесь - пузыри пойдут покрупнее, вода опять станет прозрачной, будет бурлить и бить уже просто ключом. Это считается передержкой. Не доводите воду до такого состояния. Это уже однозначно «мёртвая вода»

Хлорирование — наиболее распространенный способ обеззараживания воды. Он отличается эффективностью, простотой и экономичностью. На водопроводных станциях и в плавательных бассейнах обеззараживание воды осуществляют газообразным хлором. Для этого применяют специальные приборы — хлораторы, обеспечивающие необходимую дозировку и непрерывную подачу хлора в резервуары с чистой профильтрованной водой или непосредственно в водопроводную сеть.

Попадая в воду, хлор образует хлорноватистую кислоту, быстро разлагающуюся на свободный хлор и кислород, которые оказывают губительное действие на микробы, причем считается, что хлор здесь играет главную роль. При хлорировании воды лишь небольшое его количество затрачивается на уничтожение микробов. Большая же часть связывается со взвешенными частицами, вступает в реакцию с органическими веществами, идет на окисление неорганических. Все это определяет хлорпоглощаемость воды. Чем больше в воде примесей, тем выше ее хлорпоглощаемость.

При введении в воду количества хлора, превышающего ее хлорпоглощаемость, образуется избыток хлора, который называется остаточным хлором. Количество хлора, необходимое для обеззараживания воды, называется хлорпотребностью воды.

Оптимальной дозой хлора является такая, которая при контакте с водой в течение 30 мин обеспечивает содержание в ней 0,3—0,5 мг/л остаточного хлора (ГОСТ 2874—82). Его концентрация свидетельствует о надежном обеззараживании воды и в то же время невредна для здоровья и не изменяет органолептических свойств воды.

Озонирование воды  осуществляется с помощью озона, который пропускают через нее. Здесь озон разлагается с образованием атомарного кислорода, который губительно действует на микробы, в том числе патогенные. Озон не только оказывает бактерицидный эффект, но и улучшает физические свойства воды. Весьма важно, что при озонировании в воду не вносятся посторонние химические вещества, не меняется минеральный состав воды.

Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами происходит в специальных бактерицидных установках, где вода (тонким слоем) протекает между искусственными источниками ультрафиолетовой радиации. При этом не изменяется минеральный состав воды и не образуются неприятные запахи и привкусы. Эффективность обеззараживания воды этим методом зависит от количества взвешенных веществ^[8].

Практическая часть

2.1. Анкетирование

Я провела анкетирование учащихся 10-х классов с целью изучения потребительского спроса разных видов воды (из-под крана, кипяченой, фильтрованной и т.д.), а так же представления учащихся о пользе и  вреде питьевой воды. В анкетировании участвовало  36 учеников. Результаты анкетирования отражены в диаграммах. ( Приложение №8).

На вопрос: «Какую воду вы чаще всего пьете зимой?»  - ответ «кипяченую» дали 12 человек; «фильтрованную» – 8 человек; «Здоровый ключ» – 2 человека ; «Разную» - 14 человек.

На вопрос: «Какую воду вы чаще всего пьете летом?», нами были получены следующие ответы: «фильтрованную» - 6 человек, «из-под крана» – 19 человек; «разную» –  11 человек.

На вопрос: «Какую воду вы чаще всего пьете после усердной работы (тренировки)?»  - ответ «из-под крана» дали 19 человек; «фильтрованную» - 8 человек, «разную» - 9 .

На вопрос: «Какую воду вы употребляете в школе?»  - ответ «из-под крана» дали 23 человека; «приношу свою» - 2 человека, «я не пью в школе» - 11 человек.

На вопрос о  том, «Знаете ли вы о вреде и пользе воды?» - ответ «нет» - 16 человек, «да» - 20 человек.

А так же учащиеся знают и о негативном дейтвии воды из-под крана:

- в ней содержатся вредненосные бактерии

Но также учащиеся выделяют и положительные свойства воды из-под крана:

- не надо ждать, пока профильтруется

- холодная, освежает

Вывод

Я пришла к выводу, что учащиеся довольно часто пьют воду из-под крана,  порой даже не задумываясь, полезна она или вредна для здоровья. Но нельзя не отметить тот факт, что некоторые сведения по этой проблеме у учащихся присутствуют, именно эти и некоторые другие  сведения я подтвердила в своей работе.

Экспериментальная часть

Для эксперимента мы взяли 10 видов воды: Фильтрованная вода («Гейзер»), с 4 этажа, с 12 этажа, с 1 этажа, «Aqua Minerale», «Здоровый ключ», р. Свияга, талый снег со школьного участка, талый снег с придорожного участка, школьная вода.

1) Обнаружение органических веществ

В одну пробирки наливаем 5мл исследуемой воды. В каждую пробирку добавляем по капле 5% перманганата калия КМnO4.

Вывод: В пробирках № 3, 5, 8 наблюдается наличие органических веществ. (см. приложение №2)

2) Определение ионов железа

К 5 мл исследуемой воды прибавляем 1-2 капли соляной кислоты HCl, несколько капель пероксида водорода и 0,2 мл (4 капли) 50%-го раствора тиоцианата калия KSCN. Перемешиваем и наблюдаем за развитием окраски. Примерное содержание железа находят по таблице.

Вывод: Самое большое кол-во ионов железа обнаружено в пробирках № 7 и № 8. (см. приложение №3)

3) Определение ионов свинца Pb2+ (качественное)

Иодид калия (KI) дает в растворе с ионами свинца характерный осадок йодида свинца PbI2. Исследования производились следующим образом. К 5 мл испытуемого раствора прибавили немного KI, после чего, добавив уксусной кислоты CH3COOH, нагрели содержимое пробирки до полного растворения первоначально выпавшего, мало характерного желтого осадка PbI2. Охладили полученный раствор под краном, при этом PbI2 выпадет снова, но уже в виде красивых золотистых кристаллов: Pb2+ +2I- . = PbI2

Вывод: Содержание свинца в данных видах воды не обнаружено.

4) Определение ионов меди Cu2+ (качественное)

В фарфоровую чашку поместили 3-5 мл исследуемой воды, выпарили досуха, затем прибавили 1 каплю концентрированного раствора аммиака NH3. Появление интенсивно синего цвета свидетельствует о появлении меди: Cu2+ + 4NH4ОН =  [Cu(NH3)4]2+ +4H2O

Вывод: Содержание ионов меди в данных видах воды не превышает нормы. (см. приложение №4,№9)

5) Определение ионов хлора Cl- (качественное)

К 5 мл воды добавили 3 капли 10% раствора нитрата серебра AgNO3, подкисленного азотной кислотой HNO3. Образуется осадок или муть: Ag+ + Cl- = AgCl

• слабая муть – 1-10 мг/л,
• сильная муть – 10-50 мг/л,
• хлопья – 50-100 мг/л,
• белый творожистый осадок > 100 мг/л.

Вывод: Самое большое количество ионов хлора обнаружено в пробирках  № 7 и № 8. (см. приложение №5)

6) Определение сульфат ионов SO42- (качественное)

К 5 мл воды добавили 4 капли 10% раствора соляной кислоты HCl и 4 капли 5% раствора хлорида бария BaCl2. Образуется осадок или муть: Ba2+ + SO42- = BaSO4

• слабая муть – 1-10 мг/л,
• сильная муть – 10-50 мг/л,
• хлопья – 50-100 мг/л,
• белый творожистый осадок > 100 мг/л.

Вывод: Самое большое количество сульфат ионов обнаружено в пробирках  № 1,2,5,7. (см. приложение №6)

7) Определение временной жесткости

       1.  К 5 мл исследуемой воды добавила 1 мл раствора мыла в пробирку.

       2.  Налила в пробирки до метки «5 мл» воду с временной жесткостью и довела до кипения.

       3.  Добавила 1 мл раствора мыла. Объяснила наблюдаемое.

Вывод: Чем больше пены, тем мягче вода. Самая мягкая вода - Фильтрованная вода (4 этаж). (см приложение №6)

Заключение

Любому разумному существу на Земле очевидно, вода – это чудо природы. Как много она может нам дать, если её правильно использовать. Вода может быть нам другом и помощником, а может - и врагом.

В ходе моей работы я изучила состав воды и ее влияние на организм человека.

Поставленные мною задачи были выполнены.

В результате проведенных экспериментов  я доказала, что любые, даже одинаково прозрачные виды воды отличаются по составу.

Вместе с одноклассниками мы планируем выпуск газеты, а так же провести классные часы на тему «Такая разная вода» в других классах нашей школы.

Вода – чудесный объект неживой природы!

Вода уникальна!

Список используемых ресурсов

1. «Исследовательская и творческая деятельность учащихся в современном образовательном пространстве. Материалы научно-практической конференции. Г.Димитровград 2014г.»
2. http://www.nazdor.ru/topics/food/products/current/443775/
3. http://www.nazdor.ru/topics/food/products/current/470188/
4. http://www.nazdor.ru/topics/food/products/current/470188/
5. http://www.nnre.ru/nauchnaja_literatura_prochee/voda_kotoruyu_my_pem/p3.php#metkadoc2
6. http://www.nnre.ru/nauchnaja_literatura_prochee/voda_kotoruyu_my_pem/p3.php#metkadoc2
7. http://lib.convdocs.org/docs/index-133419.html
8. http://big-archive.ru/medicine/hygiene/27.php
9. http://interesko.info/prostye-sposoby-kak-ocenit-kachestvo-vody/
10. http://moudrost.ru/tema/voda.html
11. http://www.nazdor.ru/topics/food/products/current/470188/
12. http://znayka.net/poslovicy/o-vode/
13. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a9/Круговоротводы.png/800px-Круговоротводы.png
14. http://all-about-water.ru/img/chemical-composition1.gif

Приложение 1.

Приложение 2.

Обнаружение органических веществ

Приложение 3.

Определение ионов железа

Приложение 4.

Определение ионов меди Cu2+ (качественное)

Приложение 5.

Определение ионов хлора Cl- (качественное)

Приложение 6.

Определение сульфат ионов SO42- (качественное)

Приложение 7.

Определение временной жесткости

Приложение 8.

Какую воду вы чаще всего пьете зимой?

Какую воду вы чаще всего пьете летом?

Какую воду вы чаще всего пьете после усердной работы (тренировки)?

Какую воду вы употребляете в школе?

Знаете ли вы о вреде и пользе воды?

Приложение 9.